SUPPORT ORIENTABLE DE PANNEAU SOLAIRE les cinématiques principales

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1 1 1 Cours élémentaire d astronomie : Il y a une caractéristique importante de l'orbite terrestre qui peut être vue directement: le changement d'angle du Soleil dans le ciel qui dépend des variations saisonnières terrestres. L axe de la terre est incliné par rapport au plan orbital de 23.5 degrés A cause de l'inclinaison de la Terre par rapport à son axe et par rapport à la lumière incidente, les hémisphères reçoivent des distributions inégales de rayonnement solaire à certains moments de l'année. Position 1: Hiver dans l'hémisphère Nord et été dans l'hémisphère Sud. L'hémisphère Sud est incliné vers le Soleil. Position 3: Eté dans l'hémisphère Nord, hiver dans l'hémisphère Sud. L'hémisphère Nord est incliné vers le Soleil. Positions 2 et 4: Ce sont des positions intermédiaires. Les deux hémisphères sont illuminés par approximativement la même quantité de rayonnement solaire.

2 2 L'inclinaison de 23.5 degrés de l'axe de rotation de la Terre se manifeste par la position du Soleil dans le ciel. Pendant les 6 mois du 21 Juin au 21 Décembre, le Soleil bouge de degrés de latitude Nord à degrés de latitude Sud. Si vous habitez à l'equateur (latitude = 0 degré), le Soleil sera à l'intérieur des 23.5 degrés au zénith tout le temps. C'est la raison pour laquelle il fait chaud toute l'année à l'equateur. Si vous habitez à 45 degrés de latitude Nord, alors au 21 Juin, quand le Soleil est à 23.5 Nord, il fait un angle de 21.5 degrés avec la verticale du lieu (il fait alors un angle de = 68.5 degrés avec l'horizon). C'est le solstice d'été. Si vous habitez à 45 degrés de latitude Nord, au 21 Décembre, quand le Soleil est à degrés Sud, alors il fait un angle de 45-(-23.5)=68.5 degrés avec la verticale (soit un angle de =21.5 degrés avec l'horizon). C'est le solstice d'hiver. Donc en été, le trajet du Soleil est haut dans le ciel et il prend plus de temps pour passer d'est en ouest. Les jours sont plus longs et les températures plus élevées. En hiver, le trajet du Soleil est plus bas dans le ciel et donc les jours sont plus courts et plus froids. Si vous habitez à des latitudes plus hautes que =66.5 degrés alors pendant l'hiver, le Soleil est toujours en-dessous de l'horizon et en été, il sera toujours au-dessus de l'horizon. Remarque : pour connaître la latitude d un lieu vous pouvez utiliser le logiciel Google Earth. Exemple de latitude pour : - Buenos aires en Argentine : environ 34.5 degrés Sud - Mexico City au Mexique : environ 19.5 degrés Nord - Lyon en France : environ 45.5 degrés Nord La figure suivante montre la position du Soleil l'après-midi vu par un observateur situé à 45 degrés Nord au 21 Décembre et au 21 Juin. Le trajet du Soleil (en traits pointillés orange) dans le ciel est plus haut au 21 Juin ( =68.5 ) qu'au 21 Déc embre ( =21.5 ). Au 21 Décembre, le point le plus haut dans le ciel au-dessus de l'horizon sera à 21.5 degrés de la verticale.

3 3 2 Les principales cinématiques pour suivre le soleil : En Astronomie les principales cinématiques utilisées pour le suivi des astres par un télescope, s appellent : - monture azimutale - monture équatoriale 2.1 La monture azimutale : Elle est constituée d un axe de rotation vertical appelé axe d azimut et d un axe de rotation horizontal appelé axe de hauteur. Pour que les rayons du soleil soient toujours perpendiculaire au panneau solaire, il est nécessaire de combiner la rotation des deux axes (quelque soit la période de l année). La conception d un «suiveur solaire» recommande la motorisation des deux axes (u et v). La mécanique reste simple (deux liaisons pivot à concevoir). 2.2 Monture équatoriale sur ce type de monture, nous pouvons mettre en place deux axes réglés (manuellement) et un axe de suivi du soleil (motorisé).

4 4 l angle α est réglé en fonction de la latitude du lieu ou se trouve le support (pour Lyon environ 45 ). Cette liaison pivot est à réglag e manuel. Si le support est fabriqué pour un lieu précis et ne sera jamais déplacé, le bâti peut prendre en compte l angle d inclinaison de la latitude (suppression de la pivot d angle α). l angle γ est réglé en fonction de la saison, cette liaison pivot est à réglage manuel. Position 1 : été, position 2 : automne et printemps, position 3 : hiver. l angle β permet le suivi du soleil. Il sera de préférence motorisé. Remarque : la direction de l axe du suivi du soleil doit être dirigé vers le nord (il matérialise un axe parallèle à l axe de la terre). - Mise en situation de la monture équatoriale par rapport a sa position sur la terre(latitude = angle α) et pour avoir le panneau solaire toujours normal au rayon du soleil en fonction de la saison (angle γ). L angle de rotation β n est pas représenté car il varie en fonction du moment de la journée. Remarque : afin de bien mettre en évidence la position du panneau solaire en fonction de la saison, nous allons gardé le soleil du même côté par rapport à la terre. Automne et Printemps : Eté :

5 5 Hiver :